一种门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台的制作方法

本发明涉及水力发电技术领域，具体涉及一种门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台。

背景技术：

全面开发海流和洋流能源，采收洋流这一稳定高效的能源使之转化为人类取之不尽用之不竭的电能。但是现有的利用海流和洋流能源发电装置由于其结构复杂、生产成本高、转换效率低和抗风浪能力差，严重制约了海流和洋流能源开发。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台，用以解决现有的海流和洋流能源发电装置结构复杂、转换效率低和抗风浪能力差的缺点。

为实现上述目的，本发明提供一种门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台，所述门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台包括连接架、用于改变海水流向的分流器、至少一个发电平台以及用于固定发电平台的锚桩和锚链，所述分流器与所述连接架连接，所述发电平台包括叶轮和可漂浮在海面上的漂浮平台，所述漂浮平台与所述连接架连接，所述叶轮可转动地安装在所述漂浮平台的底部并与漂浮平台内部的发电机连接；所述叶轮在海水带动下旋转并带动发电机发电。

优选的，所述分流器包括两块导流板，两块所述导流板一端连接，另一端分开成夹角，所述导流板通过至少一根支撑杆与所述连接架连接，所述分流器的密度与海水密度相同。

优选的，所述连接架上安装有至少一个浮筒，所述浮筒呈胶囊状，所述浮筒内部设有空腔，所述浮筒用于调节所述分流器的吃水深度。

优选的，所述连接架为三根连接管首尾相连组成的三角形连接架，所述连接管为空心连接管。

优选的，所述漂浮平台内设置有浮力舱和发电机舱，所述浮力舱设置在所述漂浮平台底部，所述发电机舱设置在所述浮力舱的上方，所述发电机舱内安装有发电装置，所述发电机舱设置有舱门，所述舱门边缘设置有密封垫。

优选的，所述叶轮包括中心竖轴和至少两个叶片组件；所述中心竖轴的上端可转动地安转在漂浮平台内部的叶轮架座上，并通过传动轮与发电机连接，中心轴下部有两个以上的叶片组件呈一层以上均匀的连接在其外周。

优选的，所述叶片组件包括叶片支架和至少一个门页，所述叶片支架由至少一根横杆、至少一根立柱和至少一根斜拉杆固定连接而成，所述门页绞连在叶片支架的一侧，所述门页工作受力面呈非平面，所述非平面为波浪面、钜刺面、网格面或蜂窝面，所述门页的密度与海水密度相同。

优选的，所述中心竖轴上套设有上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承均为锥型轴承。

优选的，所述锚链为不锈钢材料制成的链或绳，所述锚链两端有拉钩分别与锚桩和分流器紧扣。

优选的，所述锚桩为不锈钢锚桩，所述锚桩用膨胀螺钉机制固定于海底岩床中，上端有扣环与锚链相连。

本发明具有如下优点：本发明的门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台通过连接架将发电平台与分流器连接在一起，分流器减小了叶轮的旋转阻力，被分流器改变流向的海水带动叶轮转动，再通过叶轮带动发电机发电。本发明的门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台具有结构简单、生产成本低、转换效率高和抗风浪能力强的优点。

附图说明

图1为本发明门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台的结构示意图。

图2为本发明门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台的俯视结构示意图。

图3为本发明发电平台的剖面结构示意图。

图4为本发明实施例2中门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台的俯视结构图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1和2所示，该门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台包括连接架1、分流器3、发电平台2、锚桩6和锚链7。本发明的门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台2通过连接架1将发电平台2与分流器3连接在一起，分流器3减小了叶轮21的旋转阻力，利用被分流器3改变流向的海水带动叶轮21转动，再通过叶轮带动发电机217发电。本发明的门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台2具有结构简单、生产成本低、转换效率高和抗风浪能力强的优点。

连接架1用于将分流器3与第一发电平台5和第二发电平台6固定连接在一起。在本实施例中，连接架1为三根连接管11首尾相连组成的三角形连接架1，分流器3连接在连接架1的一个角上，第一发电平台5和第二发电平台6分别连接在连接架1的其他两个角上。通过将连接架1设计成三角形提高了连接架1的结构强度，使得连接架1具有更强的抗风浪能力。当然，连接架1还可以是梯形和T字形或其他形状的连接架1。连接管11为实心或空心连接管11，在本实施例中，连接管11为空心连接管，空心连接管既可以自己漂浮在海面还可以为分流器3和发电平台2提供浮力，从而减少浮筒4的数量，降低了门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台2的生产成本。

分流器3用于改变海水流向，在本实施例中，分流器3包括两块导流板31，两块导流板31一端连接，另一端分开。两块导流板31夹角的大小与叶轮和连接架1尺寸有关，该夹角的大小根据实验结果取得最优值。每块导流板31通过一根支撑杆32与连接架1连接。两块导流板31所在的平面均与海平面垂直。导流板31呈长方形板状结构，当然导流板31也可以是菱形或其他形状的导流板31。导流板31的密度与海水密度相等为最佳方案，当然导流板31的密度也可以大于海水密度。分流器3连接在连接架1一个角上，两块导流板31的连接端朝着海浪或洋流的方向。连接架1与分流器3的导流板31通过支撑杆32连接。当海水水流遇到导流板31，在与导流板31碰撞后，海水改变了原来的流向，海水顺着平行于导流板31的方向流动。

在本实施例中，第一发电平台5和第二发电平台6分别连接在连接架1左右两个角上，当然也可以安装三个、四个或者更多的发电平台2。发电平台2包括漂浮平台22和叶轮21。漂浮平台22漂浮在海面上用于承载叶轮和漂浮平台22内发电机217，两个漂浮平台22分别与连接架1的其他两个角连接。漂浮平台22内设置有浮力舱221和发电机舱222，其中浮力舱221设置在漂浮平台22底部。发电机舱222设置在浮力舱221的上部，浮力舱221和发电机舱222通过隔板224分隔呈两个独立舱体。发电机舱222内安装叶轮架座225和发电机，叶轮架座225安装在发电机舱222的中部。为了方便对发电机舱222内的发电装置进行维修和保养，发电机舱222设置有舱门223，设备维护人员可通过舱门223进入电机舱内。进一步的，为了防止海水进入电机舱内腐蚀发电装置，舱门223边缘设置有密封垫，密封垫由弹性橡胶制成，通过舱门223与门框对密封垫进行挤压，密封垫填补了门框与舱门223之间的缝隙，从而达到密封的效果。

每个叶轮21包括中心竖轴211和四个叶片组件218；四个叶片组件218呈一层匀的布置在中心竖轴211下端的外周，当然也可以设置更多的叶片组件218呈两层、三层或更多层布置在中心竖轴211下端的外周。叶片组件218包括叶片支架213和四个门页212，叶片支架213与中心竖轴211的下端连接，叶片支架213包括上横杆2131、下横杆2132和多个立柱2133，立柱2133间隔连接在上横杆2131和下横杆2132之间从而构成多个支架框单元，在本实施例中，立柱2133垂直于上横杆2131，下横杆2132与上横杆2131不行平，从而构成了直角梯形的支架框。当然，支架框的形状也可以为三角形、长方形或其他形状，具体根据需要进行确定。为了加强叶片支架213的结构强度，在下横杆2132和上横杆2131之间还设置有交叉连接的斜拉杆2134。门页212的外端竖边铰接在叶片支架213上，由于门页212的尺寸大于支架框的尺寸，门页212只能在支架框一侧转动，不会出现门页212转动至支架框的另一侧，从而使得门页212在顺着海水流向时关闭，在逆着海水流向时打开。门页212的密度与海水的密度相等，当然门页212的密度也可以大于海水的密度。在本实施例中，门页212的形状为板状，当然也可是槽形、盆形或瓢形等。门页工作受力面呈波浪面，当然还可以是钜刺面、网格面、或蜂窝面。

如图3所示，中心竖轴211的上端贯穿浮力舱221后转动地安装在叶轮架座225上，中心竖轴211的上端面上安装有传动齿轮216，传动齿轮216为螺旋伞齿轮，当然也可以是其他形状的齿轮。传动齿轮216与安转在发电机217转子上的从动齿轮啮合。当中心竖轴211转动时，通过传动齿轮216带动从动齿轮转动进而带动发电机217发电。中心竖轴211上分别套设有上轴承214和下轴承215，上轴承214和下轴承215均为锥型轴承，上轴承214的外圈卡在叶轮架座上，上轴承214的内圈可随着中心竖轴211一起转动。下轴承215的外圈固定在隔板224中部，下轴承215的内圈可随着中心竖轴211一起转动。在本实施例中，为了避免第一发电平台5和第二发电平台6的叶轮21在旋转时互相碰撞，第一发电平台5的中心竖轴211比第二发电平台6的中心竖轴211长。当然，如果叶片支架213在中心竖轴211上呈多层设置时，可将左右两根中心竖轴211上的叶片支架213间隔设置且相互处于不同的深度，同样也可以避免第一发电平台5和第二发电平台6的叶轮21在旋转时互相碰撞。

锚桩6为不锈钢或高强度复合防腐材料制成，锚桩6的下端用膨胀螺钉固定于海底岩床中，锚桩6的上端扣环。锚链7为不锈钢或高强度复合防腐材料制成的链或绳，锚链7的两端均有拉钩，锚链7的一端通过拉扣连接在两块导流板31相互连接的一端，锚链7的另一端通过拉扣与锚桩6上端的扣环扣合。

进一步的，为了能将中心竖轴211固定的更加稳固，在本实施例中，将连接管11与漂浮平台22的连接端延伸至漂浮平台22内部，中心竖轴211穿过延伸至漂浮平台22内部连接管11，将延伸进漂浮平台22内的连接管11作为固定中心竖轴211的骨架，从而使得中心竖轴211的转动更加稳固。

进一步的，为了可以调节分流器3的吃水深度，在本实施例中，连接架1中部安装有一个浮筒4，浮筒4呈胶囊状，浮筒4内部设有空腔。通过浮筒4产生的浮力来调节分流器3的吃水深度。当然也可以根据需要在连接架1不同位置安装更多的浮筒4。

本发明的使用原理及方法，使用时用将锚链7的一端连接在两块导流板31相互连接的一端，锚链7的一端的另一端连接在锚桩6上，使得分流器3的尖端迎着海水流向。由于分流器3的截面呈三角形，当海水水流与导流板31相互碰撞后，海水水流被迫改变流向。海水只能沿着平行于导流板31的方向流动，同时在两块导流板31的后方形成一个海水水流相对缓慢的缓流区，减少了叶轮21逆水面的旋转阻力。第一发电平台5左侧的门页212在海水的推动下发生旋转，由于门页212的尺寸大于支架框的尺寸，门页212只能靠紧支架框，此时该门页212受到海水的推力较大。第一发电平台5右侧门页212则在海水的推动下，门页212所在平面与水流的方向基本平行，此时该门页212受到海水的推力较小，由于第一发电平台5的叶轮21左右受力不均匀，叶轮21朝着逆时钟旋转。第一发电平台5叶轮21的转动带动了第一发电平台5漂浮平台内的发电机217开始发电。同理，第二发电平台6的叶轮21在海水的推动下顺时钟旋转，并带动了第二电平台漂浮平台内的发电机217开始发电。发电平台22下部有电缆插孔将电缆引出，经连接架1至锚链7至锚桩6以至引往汇流站，将电流输出。

实施例2

以上述实施例1为基础，提出实施例2。

如图4所示，与实施例1的不同之处在于，本实施例中将连接架1由三角形连接架1换成T字型连接架1，结构更加简单，制造成本更低。由于本实施例中门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台的其他结构与实施例1中门闸式水能动力叶轮浮筒发电平台的结构相同，运行方式也相同，因此不再赘述。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。